Tomografia: O dawce promieniowania trochę inaczej

O tym jak ważna jest wielkość „dawki” nikogo nie trzeba przekonywać. Narażenie na promieniowanie w tomografii komputerowej w największym stopniu zależy od parametrów technicznych badania i aparatu oraz od pacjenta. Dawki promieniowania w badaniu w tomografii komputerowej mogą być od 5 do 100 razy większe niż w konwencjonalnym badaniu radiologicznym tej samej okolicy ciała.

Używanych jest wiele wskaźników opisujących dawkę promieniowania, na którą narażony jest pacjent, ale trzy z nich opisane poniżej znalazły szeroką międzynarodową akceptację.

Są to: objętościowy tomograficzny wskaźnik dawki CTDIvol, opisujący miejscową dawkę, wskaźnik dawki do długości skanowania obszaru DLP wyrażający całkowitą dawkę promieniowania i tzw. wskaźnik E (dawka pochłonięta) odzwierciedlający ryzyko radiacyjne.

Niełatwo porównać dawki promieniowania

Obecnie w trosce o  bezpieczeństwo pacjenta firmy proponują różne rozwiązania techniczne, które pozwalają ograniczyć  do minimum uboczne efekty promieniowania „X” w tkance ludzkiej. Metod jest kilka, ale zawsze pozostaje do rozstrzygnięcia kwestia pojęć „dawki” stosowanych w radiologii, jak również współzależności jakości obrazu od minimalnej dawki potrzebnej do uzyskania czytelnego skanu.

Z uwagi na brak „jednoznacznych” międzynarodowych wytycznych dotyczących dawek promieniowania używanych w diagnostyce radiologicznej firmy posługują się danymi,  których nie można bezpośrednio ze sobą porównywać. Trzeba je samemu wyznaczyć i obliczyć, co nie zawsze jest takie proste.

Ponadto firmy nie precyzują jakich parametrów określone dane dotyczą, tj.  czy są to wartości średnie, czy maksymalne albo czy są to wartości typowe, czy gwarantowane. Stan taki jest prawdopodobnie przyczyną tego, że w przetargach nie stosuje się oceny „dawki”, jako jednego z ważniejszych kryteriów przetargowych.

Zdarzają się przypadki przetargów, w których zamawiający przywiązuje zamiast do wielkości dawki większą wagę do zupełnie nieznaczących z punktu widzenia diagnostyki, parametrów, jak np. przyciski z tyłu i przodu w gantry lub dodatkowy schowek w gantry, za który trzeba jeszcze dodatkowo zapłacić kilkadziesiąt tysięcy.

Sposób oceny

W piśmie  ECRI  nr 12 z 2007 r. Vol. 36 ( www.ecri.org ) w interesujący sposób poruszono zagadnienie dawki.  Porównano bowiem wartość dawki pochłoniętej przez pacjenta w różnych systemach CT. Zwrócono uwagę, że przy wartości  kontrastu 1% wielkość dawki w różnych systemach jest taka sama. Różnice w wartości wystąpiły gdy porównano skany niskokontrastowe 0,3% (patrz: Table 5).

Autorzy mając oficjalne dane producentów wykonali odpowiednie obliczenia tak aby porównać parametry dawek ze sobą. Wyniki tej pracy znajdują się w tabeli „Obliczenie różnicy dawki % między różnymi CT dla rozdzielczości niskokontrastowej.

Z porównania wynika,  że wielkość dawki jest odmienna w aparatach różnych firm. Ponadto wykazuje ona duże różnice przy różnych grubościach badania. Różnice te wynikają z zastosowania odmiennych rozwiązań konstrukcyjnych, tj. przede wszystkim innych detektorów i różnych algorytmów rekonstrukcyjnych. Różnice mogą dochodzić do ponad 300%

Wartość średnia i maksymalna

Oprócz porównywania samych wielkości należy zwrócić uwagę na zagadnienie wartości średniej i maksymalnej. Jakie to ma znaczenie nich zilustruje przykład analizy najbardziej znanej funkcji sinus i naszego standardowego napięcia w sieci.

Wartość skuteczna tego napięcia, powszechnie używana, wynosi 230 V. Natomiast wartość maksymalna tego napięcia wynosi ok. 325 V czyli o 1,41 jest większa. W tym przypadku wartość średnia wynosi zero. Ten przykład ilustruje odmienność znaczenia pojęć wartości średniej i maksymalnej.

Ponadto  występują jeszcze terminy wartości typowej i gwarantowanej. W powoływanym przykładzie wartość gwarantowana wynosi 230 V, tzn. że dostawca „gwarantuje” nam przesył energii elektrycznej o dokładnie takiej wartości. Jeżeli dostawca podaje wartość „typową”, to mieści się ona w określonym przedziale, np. 230 V ± 10 % czyli może być 210 V, 250 V lub inna wartość.

Konieczna jest analiza

Wracając do zagadnienia „dawki” stwierdzić należy, że dla obiektywnego porównania danych podawanych przez producentów trzeba uważnie sprawdzać w jaki sposób firmy interpretują pojęcie „dawki” i jaką podają jej wartość. Może się bowiem okazać, że całkowita moc dawki pochłoniętej przez pacjenta w przypadku podawania przez firmę A wartości maksymalnej dawki będzie mniejsza, niż wyliczona jako wartość średnia w przypadku firmy B. 

Jerzy Plota

Tabela:

Obliczenie różnicy dawki % między różnymi CT dla rozdzielczości niskokontrastowej

Wskaźnik CTDIvol

CTDIvol jest przydatnym narzędziem określającym przeciętną miejscową dawkę promieniowania, którą otrzymuje pacjent i jest wyrażana w mGy. Jest to najbardziej dostępny wskaźnik dawki ponieważ współczesne skanery przedstawiają jego wartość na ekranie monitora, co umożliwia bezpośrednią kontrolę tego parametru badania. Wskaźnik ten pozwala na bezpośrednie porównywanie dawek promieniowania przy różnych ustawieniach parametrów nawet między aparatami produkowanymi przez różne firmy. Koryguje on wpływ takich parametrów, jak współczynnik skoku mAs, kVp, filtracji i innych specyficznych dla danego skanera. Jednak wskaźnik ten nie jest dokładnym odzwierciedleniem dawki promieniowania na jaką jest narażony pacjent, jest raczej wskaźnikiem dawki dla danego aparatu i badania. Najistotniejszą wadą CTDIvol jest fakt, że zaniża on przeciętną dawkę dla dzieci i szczupłych pacjentów, a zawyża w przypadku pacjentów otyłych.

Wskaźnik DLP

DLP jest miarą skumulowanej dawki (całkowitej energii promieniowania), którą otrzymał pacjent. Jednostką tego wskaźnika jest mGy x cm. Uwzględnia on nie tylko przeciętną dawkę promieniowania, w obrazowanej objętości (CTDIvol) ale także długość skanowanego obszaru L. Wynika z niego, że dawka promieniowania musi być mniejsza w badaniu ograniczonym np. jamy brzusznej, niż w badaniu klatki piersiowej, jamy brzusznej i miednicy, nawet przy identycznych wartościach CTDIvol.

Wskaźnik E

Ryzyko napromieniowania można obliczyć na podstawie dawki pochłoniętej E, której jednostką jest mSv. Dawkę pochłoniętego promieniowania można określić dla przeciętnego mężczyzny i przeciętnej kobiety przy użyciu modeli matematycznych, które obliczają współczynnik konwersji narządowej, różniące się wzdłuż osi z skanu  zależnie od obszaru anatomicznego. Dostępne są różne programy komputerowe, które wykonują te obliczenia dla różnych skanerów i obszarów anatomicznych. W praktyce klinicznej najczęściej stosuje się dane dla standardowego dorosłego ważącego 70 kg i wysokiego 170 cm. Przy takim sposobie obliczania E wskaźnik ryzyka napromieniowania będzie zaniżony dla dzieci i osób szczupłych, a zawyżony dla otyłych pacjentów. Zaniżenie wartości tego wskaźnika w przypadku dzieci - w połączeniu z ich większą wrażliwością na promieniowanie – powoduje, że rzeczywisty wskaźnik ryzyka napromieniowania dzieci jest 2 do 3 razy większy niż w ogólnej populacji.